Contraction musculaire - Définition
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Introduction
La contraction d'un muscle résulte de la contraction coordonnée de chacune des cellules du muscle.
On peut distinguer quatre phases au cours de la contraction d'une cellule musculaire « type » :
- L'excitation ou la stimulation qui correspond à l'arrivée du message nerveux sur la fibre musculaire.
- Le couplage excitation-contraction qui regroupe l'ensemble des processus permettant de transformer le signal nerveux reçu par la cellule en un signal intracellulaire vers les fibres contractiles.
- La contraction proprement dite.
- La relaxation qui est le retour de la cellule musculaire à l'état de repos physiologique.
Cet article rappelle tout d'abord quelques termes particuliers. Il détaille ensuite le mécanisme de la contraction musculaire pour le muscle strié squelettique. Il aborde ensuite ce mécanisme pour le cœur, puis pour le muscle lisse. Il donne enfin quelques éléments de pathologie et de pharmacologie.
Rappels de terminologie
Ce paragraphe fait quelques rappels de terminologie. Pour plus d'information, reportez-vous aux articles correspondants.
Stimulation
Chaque fibre musculaire est sous le contrôle d'un seul motoneurone qui stimule la cellule via une synapse. L’arrivée d’un potentiel d’action sur le bouton présynaptique entraîne la libération d’acétylcholine qui déclenche un potentiel d'action musculaire. Le signal se propage alors le long du sarcolemme jusqu’aux triades.
Notion d'unité motrice
Si chaque cellule est sous le contrôle d’un seul motoneurone, un motoneurone peut contrôler plusieurs cellules musculaires. Toutes les cellules sous le contrôle d’un même motoneurone seront stimulées en même temps. L’ensemble de ce motoneurone et des cellules musculaires sous son contrôle forme une unité motrice.
Le nombre de cellules au sein d’une unité motrice varie d’une cellule à plusieurs dizaines, en fonction des muscles et de leur fonction. Par exemple, pour les muscles de la motricité oculaire, chaque motoneurone contrôle une seule cellule, ce qui autorise une très grande précision de mouvement. À l’inverse, le nombre de cellules par unité motrice est beaucoup plus important dans les muscles impliqués dans la stature (muscle du dos, certains muscles des jambes).
Notion de sommation temporelle
In vivo, un potentiel d’action a toujours la même intensité : pour chaque cellule musculaire il y a une alternative : soit elle est stimulée et elle se contracte soit elle ne l’est pas et ne se contracte pas. La force de contraction qu’est capable de développer une cellule musculaire ne dépend pas de l’intensité de la stimulation. Par contre, la contraction d’une cellule n’est pas un phénomène instantané, de sorte qu’une stimulation brève conduira à une contraction de faible intensité, puisque la fibre n’aura pas le temps de se contracter complètement avant la fin de la stimulation. Une stimulation prolongée ou une succession de brèves stimulations rapprochées conduiront à la contraction maximale de la fibre musculaire. C’est la notion de sommation temporelle. Cette notion de sommation temporelle n’est pas spécifique aux cellules musculaires mais est applicable à toutes les cellules excitables.
Notion de recrutement
La force totale développée par un muscle est la somme des forces individuelles de chacune des fibres musculaires impliquées dans la contraction. Plus il y a d’unités motrices recrutées, plus la force développée par le muscle est importante. C’est la notion de recrutement.
Les deux phénomènes, recrutement temporel et recrutement spatial se combinent pour adapter la force de contraction du muscle au besoin du moment.
À noter que, à l’âge adulte, le nombre de fibres musculaires varie peu et lors de l’entraînement, l’augmentation de la force maximale que peut développer un muscle n’est pas dû à l’augmentation du nombre de fibre mais à l’augmentation de leur volume et donc de la force individuelle que chaque fibre peut développer.
La synapse neuromusculaire
La synapse neuromusculaire ou plaque motrice ou encore jonction neuro-musculaire, est détaillée dans l'article associé.
Brièvement, l’arrivée du potentiel d’action neuronal au niveau du bouton présynaptique déclenche la libération d’acétylcholine dans la fente synaptique. L’acétylcholine vient se fixer sur des récepteurs spécifiques localisés dans le sarcolemme, au niveau de la plaque motrice. Si la stimulation est suffisamment importante, il y a développement d’un potentiel d’action musculaire.
